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水泵知识

深井泵站的设计与计算

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    深井泵站通常由泵房与变电所组成。深井泵房的形式有地面式、地下室和半地下室。地面式泵房的造价低,建成投产迅速;通风条件好,室温一般比地下式的低5~6℃;操作管理与检修方便;室内排水容易;水泵电机运行噪声扩散快,音量小;但是出水管弯头配件多,不便于工艺布置,水头损失较大。半地下式比地面式造价高;出水管可以不用弯头配件,便于工艺布置;水力条件好,可以稍节省电耗及经常运行费用,人防条件好;但是通风条件差,夏季室温高;室内有楼梯,有效面积缩小;操作管理、检修人员上下、机器设备上下搬运均较不便;室内地坪低,不利排水;水泵电机运转时,声音不易扩散,音量大;地下郎分土建施工难。地下式的造价最高,施工困难最多,防水处理复杂;室内排水困难;操作管理、检修不便;但是人防条件好;抗震条件好;因不受阳光照射,夏季室温较低。
    深井泵房的平面尺寸一般很紧凑,尽量选用效能高、尺寸较小、占地少的设备。还应注意泵房屋顶检修孔的设置和泵房的通风、排水等问题。
  一、一般深井泵站
  当用深井泵提升地下水时,水泵浸入水中,电动机设于井上,一台水泵即为一个独立泵站。
    1.深井泵选择的步骤和方法
    选用深井泵时要注意以下事项。
    (1)井的倾斜度不可超过规定值。倾斜度是指每单位井深偏离井中心线的距离。据此,可以换算出井的倾斜度。按规定,对于长轴深井泵,泵体以上倾斜角,每100m不得超过1°;泵体以下,每100m不得超过2°(对潜水泵,倾斜角度不得超过2°),超过规定值,不宜用长轴深井泵。
    (2)井中含沙量不得大于规定范围。含沙量是指每立方米体积的井水中所含泥沙量。含沙量过大,会使泵的流量、扬程和效率降低,消耗功率增大,且泵的过流部分易于磨损。此值国家尚无统一规定,部分泵厂规定,含沙量不得大于0.01%~0.02%。
    2.选择深井泵所需的资料
    (1)测出井的实际深度H。、静水位Hi、水深H和井孔直径。
    (2)根据抽水试验,求出该井的最大可能出水量Qmax和相应的最大水位降Smax,求出单位流量时的水位降Sq,即Sq=Smax/Qmax。
    如果缺乏准确的抽水试验资料,Qmax可以按照下式估算:
Qmax=(2H-Smax)SmaxQ/(2H-S)S
式中    H—井中水深,m;
          Q—抽水实验在水位稳定时,井中的出水量,ms/h;
          S—相应于Q时井中的水位降,即静水位到稳定水位间的距离,m;
       Smax—井的最大水位降,m,一般为H/2;
       Qmax—相应于Smax时的最大可能出水量,m3/h。
    3.选择深井泵的步骤
(1)确定QJ深井泵的型号根据机井孔直径和井深初步选定深井泵的型号。如井孔内径为200mm时,只能选用8JD以下或SD8型深井泵,以保持井与泵间的足够的间隙。
    (2)求水位降  根据所选型号,参照产品样本,查出其额定流量Qe,按下式求出此流量时的水位降。
       SM=SqQe    (6—40)
式中  SM—水位降,m,SM≤H/2。
    (3)求动水位深度按下式求出相应的动水位深度
    Hd=Hi+SM    (6—41)
    (4)算出深井泵在井中输水管的总长度
    L=Ha+(1~2)    (6-42)
式中L—输水管的总长度,m。
    求出的L值不应大于该型号泵在产品样本中所给出的输水管放入井口最大长度。
    (5)求总损失扬程  根据输水管直径和流量,从图6-52中查出每10m长输水管的摩擦损失h值,则输水管的总损失为:
    △Hz=0.1hL       (6-43)
式中  L一输水管总损失扬程,m。
  (6)求提水所需扬程
    Hx=Hd+△Hz    (6—44)
式中Hx——深井泵扬水至井口地面所需的扬程。如果是将水抽至离地某高度时,则上式中Hx还要加上高出地面一段的管路输水摩擦损失。
    (7)确定叶轮级数和水泵扬程  根据求出的Hx,查产品样本,确定该泵叶轮的级数,使水泵的额定扬程不小于Hx,即He=KHx。式中K为储备系数,约1.1~1.2。
    4.深井泵站设计要求
    采用深井泵的泵房,应以深井泵叶轮的淹没要求作为校核条件。一般深井泵在最低水位时要求淹没2~3个叶轮。
    为保证集水井内不淤沙,水泵之间的间距不超过4m。在此范围内可以不考虑单设排沙设备。水泵吸水管口距井底的距离建议采用吸水管直径的1~2.5倍。
  二、大型深井泵站
  当地下水源岩性很好,储量充沛,涌水量大,但埋藏较深时,或在山区河流取集地面水时,可以采用一井多泵的方法,即在一个大I=1径钢筋混凝土井筒内,设置若干台深井泵或潜水泵取水。我国西南地区一些水厂或工厂自备水源采用这种方式取水取得了一定效果。

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